Solventi “green” e tecnologie non convenzionali per l’estrazione di lignina da paglia di grano

Recentemente l’interesse della comunità scientifica è rivolto allo studio di processi sostenibili per la valorizzazione di residui agricoli (1), che sfruttino solventi derivati da biomasse (2). In quest’ottica, l’utilizzo di tecnologie non convenzionali quali le microonde e gli ultrasuoni rappresenta una valida alternativa ai metodi convenzionali, poichè comporta generalmente un risparmio di tempo ed energia, e la formazione di un minor numero di sottoprodotti (3). Nei processi volti alla produzione di biocarburanti, la lignina viene solitamente trattata come uno scarto, e la sua separazione dalla matrice lignocellulosica rappresenta il passaggio più critico. In questa presentazione verrà descritto l’utilizzo di solventi derivati da biomasse, come i NaDES (Natural Deep Eutectic Solvents) ed il -valerolattone (GVL), per l’estrazione di lignina da paglia di grano con le microonde e gli ultrasuoni (4). La più alta delignificazione (45%) è stata ottenuta utilizzando un NaDES tri-componente (acido lattico/glicerolo/cloruro di colina) in microonde (30 minuti, 120°C). Una miscela di GVL e acqua si è rivelata più efficace, invece, in ultrasuoni (27% di delignificazione a 50 °C, per 60 minuti, 40 kHz). E’ stato valutato inoltre il potere antiossidante degli estratti, che rivela come questo sia più alto per le soluzioni di NaDES ottenute in seguito al trattamento con gli ultrasuoni. Questo risultato offre interessanti prospettive relative alla valorizzazione della lignina come additivo antiossidante nell’industria farmaceutica, cosmetica, alimentare. Nel contempo, le miscele di GVL e acqua hanno dato buoni risultati in termini di riduzione della porzione ordinata di cellulosa nella paglia trattata. Si può allora concludere come i NaDES siano solventi promettenti per la valorizzazione dell’estratto, mentre il GVL sia il solvente d’elezione per le successive applicazioni del solido (come, ad esempio, l’idrolisi enzimatica della cellulosa per la produzione di biocarburanti). Questi processi, che vedono l’impiego di tecnologie non convenzionali, permettono quindi lo sfruttamento e la valorizzazione sia della lignina che della cellulosa presenti nella paglia, con conseguente riduzione degli scarti.